來(lái)

自美國(guó)科羅拉多州的萊斯·鮑（Les"Baugh）最近成了生物科技領(lǐng)域的知名人士，因?yàn)槊绹?guó)約翰·霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家為他安裝了一副應(yīng)用到尖端技術(shù)的仿生手臂。該手臂能直接接受使用者大腦的控制，這不僅是現(xiàn)代醫(yī)療整形技術(shù)領(lǐng)域的重大進(jìn)展，還成功地贏得了廣大公眾的關(guān)注，首要原因是這種仿生手臂看上去太酷了，其次是因?yàn)樗逦卣宫F(xiàn)了科技在生物學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的突破?？吹绞褂眠@副模塊化義肢（簡(jiǎn)稱MPLs）的人，你就能明白問(wèn)題的實(shí)質(zhì)：仿生學(xué)向我們頭腦中關(guān)于“人”的概念發(fā)起了有力挑戰(zhàn)，而我們應(yīng)對(duì)得挺好。

大多數(shù)截肢殘缺者要控制這副義肢都得依靠顱電極，但萊斯·鮑比較幸運(yùn)，他的雙肩還殘留著一部分活的神經(jīng)組織。借助被稱為“定向神經(jīng)移植”的技術(shù)，研發(fā)人員對(duì)萊斯·鮑肩膀上一些本來(lái)已經(jīng)無(wú)法自行控制的肌肉中的神經(jīng)做了重新定向，這樣一來(lái)，他的大腦就能自主識(shí)別并傳導(dǎo)來(lái)自肩頭肌肉的運(yùn)動(dòng)指令。在這個(gè)過(guò)程中，萊斯·鮑的肩膀和手臂之間形成了一個(gè)數(shù)字回路，而不必形成由大腦到手臂的數(shù)字回路，因?yàn)榇竽X已經(jīng)通過(guò)神經(jīng)把控制指令發(fā)送到了肩膀上，而讀取肩膀到手臂之間的回路信號(hào)會(huì)更容易一些。

約翰·霍普金斯大學(xué)的研究小組不僅向世人展示了其研發(fā)的模塊化義肢的先進(jìn)性，還證明使用者能夠同時(shí)控制兩條仿生手臂，使用者只需適當(dāng)?shù)木毩?xí)便能協(xié)調(diào)地使用它們，并能讓它們表現(xiàn)得像真正的手臂一樣。在一段演示視頻中，萊斯·鮑展示了操控仿生手臂的精確度，除此之外，最令人驚嘆的是他在講話過(guò)程中做出的那些看起來(lái)完全偶然、不加修飾的手勢(shì)。這些下意識(shí)的動(dòng)作展現(xiàn)了仿生手臂與電腦輔助控制義肢的本質(zhì)區(qū)別。

當(dāng)然，即便約翰·霍普金斯大學(xué)的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)取得了如此驚人的成果，但人類(lèi)在仿生學(xué)征途上還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走。利用人造電極和電機(jī)所能獲得的控制精準(zhǔn)度與生物神經(jīng)系統(tǒng)的控制精確度還有天壤之別，想要填補(bǔ)兩者間的鴻溝，除了改進(jìn)讀取神經(jīng)信號(hào)的軟硬件，還需要改進(jìn)發(fā)出信號(hào)的電極以及解讀信號(hào)的算法。眼下萊斯·鮑使用仿生義肢時(shí)還只能逐一控制想移動(dòng)的關(guān)節(jié)。也就是說(shuō)，當(dāng)他想拿東西的時(shí)候，必須先將肩膀移動(dòng)到一個(gè)正確的角度，然后依次控制手肘、手腕和手指運(yùn)動(dòng)。

想讓義肢如真的肢體一樣靈活，需要讓使用者同時(shí)操控十幾塊肌肉的運(yùn)動(dòng)。研究者正朝著這一方向努力，他們對(duì)仿生義肢的發(fā)展前景抱樂(lè)觀態(tài)度，表示未來(lái)使用者完全可以操控義肢彈鋼琴。他們還計(jì)劃給義肢覆蓋上仿生皮膚，這樣一來(lái)，使用者在公共場(chǎng)合就不會(huì)顯得過(guò)于引人注目。

撰文：Graham"Templeton

來(lái)源：ExtremeTech